МикроэлектроникаМикроэлектроника — раздел электроники, связанный с изучением и производством электронных компонентов, с геометрическими размерами характерных элементов порядка нескольких микрометров и меньше. Такие устройства обычно производят из полупроводников и полупроводниковых соединений, используя процессы фотолитография и легирование. Большинство компонентов обычной электроники также применяются и в микроэлектронике: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, диоды, транзисторы, изоляторы и проводник, но уже в виде миниатюрных устройств в интегральном исполнении. Цифровые интегральные микросхемы в основном состоят из транзисторов. Аналоговые схемы в основном содержат резисторы и конденсаторы. Катушки индуктивности используются в схемах работающих на высоких частотах. С развитием техники, размеры компонентов постоянно уменьшаются. При очень большой степени интеграции компонентов, а следовательно и при максимальной минимизации их размеров, вопрос межэлементного взаимодействия становится очень актуальным. Данная проблема носит названия паразитные явления. Одна из основных задач проектировщика это скомпенсировать или минимизировать эффект паразитных утечек. |
ИСТОРИЯИстория развития микроэлектроники — это неотъемлемая часть истории технического прогресса. Без всякого сомнения, «первотолчком» к зарождению микроэлектроники послужило изобретение американцами Дж. Бардином и У. Браттейном точечного транзистора. Это произошло в 1948 г. под крышей Bell Telephone Laboratories. Первые транзисторы изготавливались на основе германия и были весьма несовершенны. В качестве основных недостатков можно указать нестабильность характеристик и выраженную зависимость их от температуры, повышенный уровень шумов, малую мощность и высокую стоимость. Следующий важный шаг в развитии транзисторной техники был связан с изобретением в 1951 г. плоскостного транзистора и практически совпал по времени с массовым переходом от германия к кремнию. Позднее опыт изготовления транзисторов, основанный на диффузии, способствовал разработке групповой технологии производства транзисторов, что резко снизило их стоимость. В 1952 г. был изобретен полевый (униполярный) транзистор. Днем рождения микроэлектроники следует считать появление интегральных схем. Первая ИС была выпущена фирмой Fairchild Semiconductor в 1961 г. и представляла собой триггер, собранный из четырех биполярных транзисторов и двух резисторов. С момента изобретения транзистора до появления микросхем прошло всего 13 лет. К середине 60-х годов XX в. интегральные схемы содержат до 100 элементов, а их номенклатура стремительно расширяется. В начале 70-х годов XX в. появляются первые БИС (большие интегральные схемы), содержащие на кристалле уже сотни и тысячи элементов размером от 3 до 100 мкм. В 1971 г. появился первый микропроцессор. Однако история развития микропроцессоров заслуживает отдельного рассмотрения. Значительный вклад в развитие микроэлектроники внесли советские и российские ученые. За разработку полупроводниковых лазеров на основе гетеропереходов, без которых не обходится ни один современный компьютер, наш соотечественник Ж. И. Алферов в 2001 г. был удостоен Нобелевской премии. |